精密制造中70%以上都是需要模具加工完成,模具的精度和設計周期都是影響公司精密制造能力的重要指標。在精密制造行業(yè),模具設計是精密制造的核心競爭力。
精密加工、超精密加工技術是先進制造技術的重要發(fā)展方向之一,而精密模具是精密加工的基礎工藝裝備。據(jù)統(tǒng)計,金屬零件粗加工75%、精加工50%和塑料零件90%都是用模具加工完成的。
一般模具精度達到5μm以內(nèi)的模具稱為精密模具。目前我國專業(yè)模具企業(yè)約有2萬多家,但精密模具企業(yè)只占到5%,而真正能夠達到微米級技術水平精密模具企業(yè)不足1‰。單件模具的價格在50-60萬,作為定制化的企業(yè)模具費用開銷較大,如果沒有優(yōu)秀的設計能力,一般公司難以承擔模具費用。
面對客戶快速相應的要求,模具設計的時間也是精密制造能力的體現(xiàn)。行業(yè)的平均模具設計交貨時間為35天左右,而具有較高的模具設計加工能力的公司可以將設計周期縮短一半,響應速度可以緊跟客戶產(chǎn)品更新?lián)Q代步伐。
二、小型化,輕薄化和定制化是消費電子技術趨勢
1.受3G手機和智能手機需求市場影響,手機連接器當前發(fā)展方向為:低高度,高密度,小pitch,和多功能,良好的電磁兼容性,標準化和定制化并存。平均來看,每部手機需要的連接器數(shù)量達到8個,隨著手機市場發(fā)展的持續(xù)向好,手機連接器市場必將繼續(xù)順勢上行。
隨著以手機為首的移動產(chǎn)品向小型化、薄型化和高性能化方向的發(fā)展,顯示屏組件與基板的連接更加復雜。在這種背景下,基板對基板的連接器、FPC連接器的窄間距、低背、多極化需求更加迫切,特別是手機的極薄化需求對機內(nèi)連接器的超低背化要求越發(fā)急切。
手機連接器需求變化比較大,主要是向微型化和可靠性方向發(fā)展,其中板對板連接器引腳間距和高度將越來越小,目前市場上常見的是以0.5mm間距為主,即將發(fā)展到0.4mm甚至更小尺寸。據(jù)有關資料顯示:目前標準連接器的觸點間距是0.5mm,現(xiàn)在正在向0.3mm的方向發(fā)展,最終將達到0.2mm。
手機功能區(qū)域隨時用的連接器要求各不相同,因此功能特性、大小pin數(shù)、傳輸速度、接觸區(qū)表面鍍層、產(chǎn)品力量要求和插拔次數(shù)等都依使用界面功能而定。手機所使用的連接器元件種類按照功能界面可分為板對板連接器(BTB),耳機插座,電池連接器,電源插座,F(xiàn)PC連接器,I/O連接器,記憶卡連接器,射頻連接器,揚聲器連接器和傳感器連接器等界面。
2.目前消費電子用鋁鎂合金支架與外觀件趨勢初成,2013年將會出現(xiàn)快速切換態(tài)勢。以非蘋果陣營3億部手機、2億部NB,以及超極本市場需求今年爆發(fā)等因素來測算,未來行業(yè)需求必將高成長。
目前大部分手機支架為不銹鋼包膠或塑料,鋁鎂合金支架使用量較少。而我們可以看到除了iPhone5、聯(lián)想的ThinkpadX、T系列使用鎂合金外觀件外,其他手機與NB基本上都是塑料外觀件為主!
iPhone5樹立了中高端智能機設計的方向。目前諸多品牌都積極推出號稱,最輕薄的高端智能機,如華為、三星、諾基亞等。而據(jù)我們對供應鏈的調(diào)研獲知,這些品牌的高端機均開始積極采購鋁鎂合金支架與外觀件。
3.嵌件成型(insertmolding)指在模具內(nèi)裝入預先準備的異材質(zhì)嵌件后注入樹脂,熔融的材料與嵌件接合固化,制成一體化產(chǎn)品的成型工法。
以精密制造小間距(0.5mm以下)的BTB手機連接器而言,使用insertmolding方式避免傳統(tǒng)制程中的插端方式所帶來的段子插入膠芯后產(chǎn)能膠芯壁龜裂的現(xiàn)象,可改善加工后段子不靠壁,平面度不良等問題,可節(jié)省人力、簡化組裝流程更利于大量生產(chǎn)。并且insertmolding方式可以突破BTB0.4mmpitch以下生產(chǎn)瓶頸和形狀復雜產(chǎn)品。
Insertmolding技術目前已經(jīng)在大量使用,但是目前模具段待突破的技術還是要參考日本技術。產(chǎn)品設計過程中,需要考慮射出成型毛頭的問題。由于Insertmolding的端子在insertmolding塑模中,在進膠前與過程中應該都要視為corepin的一部分,如果夾持機構(gòu)做設計不夠緊密的情況下,在加持機構(gòu)退出磨具后會產(chǎn)生殘留在端子周圍的毛頭,影響到產(chǎn)品的平面度與外觀等等。
4.連接器和精密制造都要經(jīng)過模具研發(fā),加工,組裝,測試等生產(chǎn)工藝。在整個生產(chǎn)工藝過程中模具,設備和測試是體現(xiàn)一個企業(yè)的生產(chǎn)工藝先進性。模具研發(fā)體現(xiàn)了其完善設計順利完成加工的工程設計能力,設備加工參數(shù)調(diào)試等工藝決定了加工的精度和自動化的生產(chǎn)效率,而測試環(huán)節(jié)則是決定公司最終交貨質(zhì)量的決定性環(huán)節(jié)。
連接器的生產(chǎn)工藝過程包括:開模(研發(fā)初期)、HOUSING注塑成型、端子沖壓成型、端子電鍍、組裝、測試(100%或者抽測)和包裝。其中大多數(shù)的電子連接器的端子都要做電鍍等表面處理。
目前鋁鎂合金的加工方案主要是將摻有硅的鋁合金或鎂合金以高速高壓方式注入壓鑄模具中,通過壓鑄機獲得產(chǎn)品毛坯,再進行二次加工和表面處理,最后進行噴涂,完成整個加工過程。一臺壓鑄機一天可以生產(chǎn)3000套產(chǎn)品,生產(chǎn)效率相當于將近200臺CNC設備,而壓鑄機設備價格僅是CNC的4-8倍,因此制造成本較便宜,相同產(chǎn)品價格僅為CNC精密加工的六分之一到五分之一。